APLICACION MECANICA

MECANISMO BIELA-MANIVELA
6. MECANISMO BIELA-MANIVELA
 
El mecanismo biela-manivela, consiste en tres barras articuladas:
  • OA es la manivela.
  • AB la biela.
  • BC es la varilla.

Con este mecanismo conseguimos: transmitir un movimiento y transformar un movimiento de rotación en translación o viceversa, con lo cual este mecanismo es reversible.

La velocidad "v" de translación (o émbolo) y la de rotación w de la manivela, se relacionan mediante la formula:

v = w d

6.1. MOTOR MONOCILÍNDRICO
Un motor monocilíndrico está formado por un solo cilindro dentro del cual se desplaza un pistón entre dos puntos máximo y mínimo de su recorrido, llamado punto muerto superior (PMS) y punto muerto inferior (PMI).

Por encima del pistón, cuando éste está en su PMS, la culata (montada por encima del pistón) forma un hueco llamado cámara de compresión o explosión, que es donde se acumulan los gases comprimidos para ser quemados.

El pistón va unido por un eje a la biela y ésta al cigüeñal en forma de manivela, formado por el sistema biela-manivela, que transforma el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo, que transforma el movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo que se aprovecha en el eje del cigüeñal.
6.1.1. CARACTERÍSTICAS QUE DEFINEN UN MOTOR
Un motor queda definido por la potencia que puede desarrollar, la cual está en función de las características constructivas del mismo:
  • Calibre. Así se llama el diámetro interior del cilindro, que se expresa en mm.
  • Carrera. Es la longitud o espacio recorrido por el pistón, al desplazarse del PMS al PMI; se expresa en mm.
  • Cilindrada. Así se llama al volumen ocupado por el cilindro entre su PMS y PMI; se expresa en cm3 y se calcula multiplicando la superficie del pistón por su carrera.
en donde

Se llama relación de compresión (Rc) al cociente de dividir: el volumen total ocupado por la mezcla, cuando el pistón está en el PMI, por el volumen ocupado por la cámara de compresión, cuando el pistón se encuentra en el PMS.

La temperatura final de compresión viene dada por la expresión:

tc +273 = (t0 + 273 ) Rc a - 1  ºC tc = temperatura final de compresión en ºC

tc = temperatura inicial en º C

Rc = relación de compresión

a  = exponente calorimétrico del gas (1.33)

La temperatura alcanzada por la mezcla comprimida hace elevar la presión interna, la cual alcanza un valor al final de la compresión igual a:

pc = po Rca  pc = presión final de compresión en Kg /cm2

po = presión inicial de la mezcla al final de la admisión en Kg /cm2

  Desplaza el punto P y veras como funciona el mecanismo.

1. Varia el radio del pistón y comprueba como varia el volumen unitario y la Relación de Compresión, ¿cómo es la variación?

2. Varia la medida de la manivela, ¿qué sucede?

3. ¿Cuál es la relación de compresión en un motor que tiene una cilindrada unitaria de 577 cm3 y un volumen de la cámara de combustión de 61 cm3?

4. Comprueba los valores de la temperatura y presión final.

6.2. COTAS DE REGLAJE EN LA DISTRIBUCIÓN
Los adelantos y retrasos en el cierre de las válvulas, de admisión y compresión , se conoce como cotas de reglaje en la distribución:
AAA Adelanto en la apertura de la admisión
RCA Retraso en el cierre de la admisión
AAE Adelanto en la apertura del escape
RCE Retraso en el cierre del escape
AE Adelanto del encendido

Estas cotas de reglaje en la distribución suelen estar comprendidas dentro de los valores indicados en la tabla:
  Si desplazas el punto P, observaras que el valor de Q varia indicándonos la posición del pistón. Si haces coincidir los puntos de las cotas de reglaje con P, puedes saber la posición en función de las cotas.

5. Varia las diversas cotas y comprueba como influyen. ¿Qué influencia tiene el variar la manivela o la biela? 

 

Francisco Lajas González
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Año 2003